增材制造正在改变许多产品的设计和组装方式。受益最大的一个行业是航空航天业，该行业传统上需要复杂的、小批量的组件，这些组件必须能承受严格的操作条件。

美国空军研究实验室(AFRL)的工程师走在了开发打印部件新应用的前沿。目前的研发工作包括从极端温度陶瓷到柔性电子产品的各种产品。

AFRL材料与制造理事会聚合物基复合材料和工艺研究团队负责人Hilmar Koerner博士说:“增材制造对航空航天的未来有着多种重要意义。”“好处包括启用复杂性的能力;容量低成本制造;减少一部分;提高壳式功能;tool-less部分制造;以及室内五金的轻量化，如风管、座椅框架和墙板。”

对短期航空航天应用最有希望的印刷部件包括热管理系统，如管道、热交换器和喷嘴;嵌入式功能项目，如天线、电子和布线;以及小型发动机部件，如支架、固定装置和护罩。长期的应用包括关键的承重结构，如雨棚框架和翼梁。

AFRL的工程师们正将部分研发精力集中在创造新的复合材料制造技术上。Koerner指出:“基于挤压的工艺是实现连续强化的理想方法，这是其他技术难以或不可能实现的。”

传统上，碳纤维复合材料是由涂有环氧树脂的多层材料制成，然后在烤箱中烘烤数小时。然而，使用薄片制作复杂形状的零件很困难。

AFRL复合材料性能研究团队的负责人杰弗里·鲍尔博士说:“印刷复合材料可以生产形状复杂的零件，无需昂贵的高压锅和长时间的加热周期。”“在没有长物流尾的情况下，在现场或仓库生产零部件是一种双赢的局面。”

AFRL的工程师们正在使用复合印刷技术来制造复杂的核心结构，当这些核心结构与上下面板相结合时，就可以制造出轻型的夹层结构，其性能可根据需要承受的物理力进行调整。

Baur解释说:“传统的夹层结构用于飞机外壳，整个区域的核心几何形状相同。”“印刷三明治结构将使结构能够在需要时承受更大的力，(但)在(不需要时)保持更轻的重量。

鲍尔说:“印刷核心的制造灵活性还可以方便地插入其他材料，如金属配件和电子元件，从而简化组装和创建多功能结构。”“这将为下一代多功能无人机提供嵌入式传感、驱动、计算或电力。”

在增材制造技术被广泛应用于载人飞机应用之前，鲍尔、Koerner和他们的同事还在致力于许多仍然需要解决的挑战。

Koerner指出:“(使用添加剂制造的复合材料)，测量打印样品和传统生产样品的力学性能就像拿苹果和橙子做比较一样。”“字面上讲，一个剥皮，另一个断裂。印刷是制造有有序缺陷的零件。理解这些因素对全球结构的影响是关键。

Koerner说:“我们必须开发新的工具来认证和认证增材制造的零部件。”“(一个挑战是)理解加工对微观组织和孔隙形成的影响，以及在使用寿命中对机械性能的影响。

Koerner解释说:“3d打印零部件的疲劳和老化会受到影响。”“因此，(我们目前的大部分重点是)非结构、非关键结构和复杂零件的加工。

Koerner声称:“增材制造不会取代传统制造，而是在功能、轻量化和复杂性方面对传统制造进行补充。”“例如，一个机翼可以是传统和3d打印[结构]的混合，具有拓扑优化的核心结构，轻量化和机械响应。”